随着汽车工业的发展,行驶安全和交通拥堵问题日益得到人们的关注,智能驾驶技术被认为是解决问题的有效方法。本文针对智能车辆队列行驶中智能车的横向与纵向控制,设计了横向与纵向解耦的控制策略,横向控制基于轨迹跟随控制策略,纵向控制基于前车跟随控制策略,通过理论分析、仿真验证和实验,对控制策略进行验证。智能车辆的横向控制基于预瞄理论的轨迹跟随控制算法,由反馈控制系统和期望航向偏差生成器两个部分组成。利用车辆和道路的运动学关系来确定期望航向偏差;利用车辆与道路的动力学关系的鲁棒PID控制器作为反馈控制系统。针对预瞄理论在轨迹跟随控制中未考虑周围环境和车辆本身的因素的影响,可能造成车辆在极限工况下的失稳,本文进一步对基于模型预测控制的轨迹跟随控制进行研究。建立非线性车辆动力学模型,设计基于线性时变模型预测控制算法的轨迹跟随控制器,在保证车辆稳定的前提下,控制前轮转角,实现轨迹跟随控制。通过Simulink与Carsim在双移线工况下进行联合仿真,结果表明线性时变模型预测控制算法在轨迹跟随控制时对车速和路面附着系数的变化具有鲁棒性。针对队列行驶中车辆的纵向控制,本文设计了可变时距的前车跟随系统,利用主目标车辆车速与车间距离来控制主车车速。将基于轨迹跟随的横向控制和前车跟随纵向控制应用于车辆队列,既实现了主车和主目标车辆的轨迹跟随控制,又保证了队列纵向控制的稳定性。不同工况的仿真结果表明,横向与纵向组合的控制策略能够保证队列行驶车辆纵向的稳定性,同时能够实现车辆的轨迹跟随控制。建立基于摄像机、微型车和计算机的车队协同驾驶半实物仿真系统,摄像机实时获取微型车的位置和航向,计算机利用视觉信息通过横向与纵向控制算法,得到车辆的实时的转向与速度控制量,通过蓝牙实时控制微型车行驶。利用半实物仿真系统对队列行驶中基于预瞄理论的轨迹跟随控制和横向与纵向组合控制策略进行试验,验证控制策略的可行性和有效性。